Apa perbedaan antara pengisi daya dan catu daya switching?
Ada banyak jenis charger yang beredar di pasaran. Beberapa menggunakan pengatur tegangan linier transformator frekuensi daya, beberapa menggunakan versi kontrol SCR, dan beberapa menggunakan catu daya switching. Pengisi daya yang menggunakan catu daya switching memiliki lebih banyak pengisian daya baterai daripada mengalihkan catu daya. Sirkuit kontrol, seperti sirkuit pengisian tiga tahap, pengisi daya lanjutan juga memiliki fungsi pengisian pulsa atau desulfurisasi pulsa negatif, fungsi ini dapat mewujudkan pengisian cepat.
Bagaimana cara kerja pengisi baterai?
Saat ini, driver ujung tunggal yang paling banyak digunakan dan paling awal yang dapat langsung menggerakkan sakelar MOS FET adalah MC3842. Selain menstabilkan tegangan keluaran, MC3842 juga memiliki fungsi kendali arus beban, sehingga sering disebut sebagai driver catu daya switching yang dikendalikan arus. Tidak diragukan lagi ini merupakan keuntungan unik untuk pengisi daya. Fungsi ini dapat mencapai stabilitas yang konstan hanya dengan beberapa komponen eksternal. Output tegangan, sambil mengontrol arus pengisian. Terutama MC3842 dapat langsung menggerakkan tabung MOS FET, yang dapat sangat meningkatkan keandalan pengisi daya. Karena penerapan MC3842 yang sangat luas, artikel ini hanya memperkenalkan karakteristiknya.
MC3842 adalah sirkuit terintegrasi driver catu daya switching 8-pin kolom ganda yang bersemangat secara eksternal. Fungsi internalnya antara lain: regulator tegangan referensi, penguat kesalahan, komparator lebar pulsa, kait, osilator, modulator lebar pulsa (PWM), tahap driver keluaran pulsa dan sebagainya. MC3842 memiliki banyak produk serupa, di antaranya yang dapat dipertukarkan adalah UC3842, IR3842N, SG3842, CM3842 (domestik), LM3842, dll. Diagram blok internal MC3842 ditunjukkan pada Gambar 1. Karakteristiknya adalah sebagai berikut:
Output pulsa PWM ujung tunggal, arus penggerak keluaran adalah 200mA, dan arus puncak dapat mencapai 1A.
Tegangan awal lebih besar dari 16V, dan arus awal hanya 1mA untuk memasuki kondisi kerja. Setelah memasuki kondisi kerja, tegangan kerja antara 10-34V dan arus beban adalah 15mA. Melebihi voltase operasi normal, catu daya switching memasuki kondisi proteksi voltase di bawah atau voltase berlebih, dan sirkuit terintegrasi tidak memiliki output pulsa drive saat ini.
Sumber tegangan referensi 5V / 50mA bawaan, dibagi 2: 1 sebagai tegangan referensi pengambilan sampel.
Denyut penggerak keluaran dapat menggerakkan transistor bipolar dan transistor efek medan MOS. Jika menggerakkan transistor bipolar, disarankan untuk menyambungkan rangkaian akselerasi cut-off RC ke dasar tabung sakelar, dan batasi frekuensi osilator di bawah 40kHz. Jika menggerakkan tabung efek medan MOS, frekuensi osilasi diatur oleh sirkuit RC eksternal, dan frekuensi pengoperasian dapat mencapai hingga 500kHz.
Input proteksi arus berlebih bawaan (pin 3) dan input amplifikasi kesalahan (pin 1) dua terminal kontrol modulasi pulsa (PWM). Input penguat kesalahan merupakan sistem kontrol modulasi lebar pulsa (PWM) utama. Input deteksi arus lebih dapat mengontrol pulsa satu per satu, secara langsung mengontrol lebar pulsa setiap siklus, sehingga tingkat penyesuaian tegangan output dapat mencapai 0,01% / V. Jika tegangan pin 3 lebih besar dari 1V atau tegangan pin 1 kurang dari 1V, komparator modulasi lebar pulsa mengeluarkan tingkat tinggi untuk mengatur ulang kait sampai pulsa berikutnya tiba. Jika hubungan level antara pin 1 dan 3 digunakan untuk mengontrol pembukaan / penutupan kait di sirkuit eksternal, kait hanya akan mengeluarkan pulsa pemicu sekali per siklus, yang tidak diragukan lagi akan meningkatkan anti-interferensi sirkuit dan saklar tidak akan salah. Pemicu, keandalan akan ditingkatkan.
Frekuensi osilator internal diatur oleh resistor dan kapasitor eksternal pada pin 4 dan 8. Pada saat yang sama, tegangan referensi internal memperkenalkan sinkronisasi eksternal melalui pin 4. Pin ke-4 dan ke-8 dihubungkan dengan resistor dan kapasitor eksternal untuk membentuk a rangkaian waktu, dan proses pengisian / pengosongan kapasitor membentuk siklus osilasi. Ketika nilai resistansi yang ditetapkan lebih besar dari 5kΩ, waktu pengisian kapasitor jauh lebih lama daripada waktu pemakaian, dan frekuensi osilasinya dapat diperkirakan sesuai dengan rumus: f=1 / Tc=1 / 0,55RC=1,8 / RC.
Pengisi daya baterai timbal-asam dengan daya keluaran hingga 120W yang terdiri dari MC3842 ditunjukkan pada Gambar 2. Hanya bagian frekuensi switching dari pengisi daya yang merupakan ground panas. Sistem kontrol penggerak yang terdiri dari MC3842 dan bagian pengisian keluaran dari catu daya switching keduanya adalah arde dingin. Dua sirkuit pentanahan diisolasi oleh transformator input dan output. Trafo tidak hanya sederhana dalam struktur, tetapi juga mudah diimplementasikan. Resistansi AC primer dan sekunder adalah 2000V. Tegangan terminal keluaran pengisi daya diatur ke 43V / 1,8A, dan arus dapat diatur ke 3A jika perlu untuk mengisi baterai timbal-asam dengan kapasitas yang lebih besar (misalnya, untuk baterai dengan kapasitas 30AH).
Setelah input listrik jembatan diperbaiki, tegangan DC sekitar
300V terbentuk, jadi persyaratan untuk rangkaian filter penyearah ini berbeda dari biasanya. Untuk pengisi daya baterai, arus denyut 100Hz dari penyearah jembatan tidak perlu disaring. Sebenarnya, arus berdenyut 100Hz tidak hanya tidak berbahaya untuk pengisian baterai, tetapi juga bermanfaat. Sampai batas tertentu, itu dapat memainkan efek pengisian pulsa dan melakukan pengisian Selama proses, reaksi kimia baterai memiliki kesempatan untuk menyangga dan mencegah fenomena vulkanisasi pelat yang dibentuk oleh pengisian arus tinggi yang terus menerus. Meskipun arus pengisian awal 1,8A lebih besar dari 1/10 dari kapasitas pengenal baterai C, arus tinggi yang terputus-putus juga memudahkan kenaikan suhu baterai. Oleh karena itu, C905 dari rangkaian filter menggunakan kapasitor elektrolitik 47μF / 400V, yang tidak cukup untuk menyaring riak pada beban penyearah 120W, tetapi hanya mengurangi impedansi keluaran dari catu daya penyearah untuk mengurangi pulsa sirkuit switching di sirkuit catu daya Hilang. Kapasitas C905 berkurang, sehingga tegangan keluaran penyearah berkurang menjadi sekitar 280V pada beban penuh.
U903 bertindak sebagai driver output ujung tunggal sesuai dengan rangkaian aplikasi khas MC3842. Fungsi masing-masing pin dan prinsip pemilihan komponen periferal adalah sebagai berikut (lihat Gambar 1, Gambar 2).
Pin 1 adalah keluaran dari penguat kesalahan internal. Tegangan kesalahan digeser level oleh D1 dan D2 di dalam IC, dan setelah R1 dan R2 dibagi, itu dikirim ke ujung input terbalik dari komparator kontrol arus untuk mengontrol kait PWM. Ketika pin 1 rendah, kait di-reset dan output pulsa drive dimatikan. Ini tidak akan diatur ulang hingga siklus osilasi berikutnya mulai memulihkan keluaran pulsa. Sirkuit eksternal dihubungkan ke R913 (10kΩ) dan C913 (0.1μF) untuk mengoreksi frekuensi penguat dan karakteristik fasa.
Input pembalik penguat kesalahan internal di pin 2. Ketika pengisi daya mengisi daya secara normal, tegangan output maksimum adalah 43V.
Sirkuit eksternal dibagi oleh R934 (16kΩ), VR902 (470Ω), dan R904 (1kΩ) untuk mendapatkan tegangan sampling 2.5V, yang dibandingkan dengan tegangan referensi 2.5V pada input non-pembalik dari penguat kesalahan ke mendeteksi perbedaan dan keluaran siklus tugas pulsa Kontrol membuat tegangan keluaran terbatas pada 43V. Saat menyesuaikan tegangan ini, pengisi daya dapat dibiarkan dibongkar. Sesuaikan VR902 untuk membuat tegangan terminal output positif dan negatif 43V.
Pin ketiga adalah terminal kontrol arus pengisian. Dalam rentang tegangan keluaran yang diatur oleh pin kedua, arus pengisian dikendalikan oleh R902. Ambang tindakan pin ketiga adalah 1V. Dalam penurunan tegangan R902, perubahan tegangan keluaran dikendalikan oleh komparator internal untuk mewujudkan pengisian arus konstan. Nilai arus konstan 1,8A, dan R902 memilih 0,56Ω / 3W. Ketika tegangan pengisian dibatasi hingga 43V, arus pengisian dapat diatur ke konstan 1,75A ～ 1,8A melalui tegangan output. Baterai terisi penuh, tegangan terminal ≥43V, dioda isolasi D908 terputus, tidak ada arus di R902, tegangan pada pin 3 adalah 0V, dan kontrol arus konstan tidak valid. Tegangan pengisian dikontrol oleh tegangan sampling pin 2 agar tidak melebihi 43V. Jika saat ini terisi penuh, jika daya tidak terputus, akan terbentuk aliran tetesan tegangan 43V untuk menjaga tegangan baterai pada 43V. Untuk mencegah pengisian berlebih, batas atas voltase baterai asam timbal 36V tidak boleh membuat voltase sel baterai melebihi 2,38V. Meskipun rangkaian ini digunakan untuk mengambil sampel baterai, namun sebenarnya membatasi tegangan keluaran. Jika tegangan keluaran melebihi tegangan baterai sebesar 0.6V, tegangan baterai juga akan meningkat dan mengirimkannya ke rangkaian sampling tegangan untuk menguranginya.
Komponen timing osilator eksternal dihubungkan ke pin 4, CT 2200pF, RT 27kΩ, dan R911 10Ω. Dalam contoh ini, mengingat sulitnya membeli inti magnet frekuensi tinggi, frekuensi disetel ke sekitar 30kHz. R911 digunakan untuk sinkronisasi eksternal, yang tidak diperlukan di sirkuit ini.
Kaki kelima adalah kesamaan.
Kaki ke-6 adalah terminal keluaran pulsa penggerak. Untuk mencapai isolasi dari sumber listrik, tabung sakelar digerakkan oleh T902. T902 dapat menggunakan inti magnet 5 × 5mm, gulungan primer dan sekunder masing-masing dililitkan dengan kawat enamel 0,21mm dengan 20 putaran, dan gulungan diisolasi dengan film poliester 2 × 0,05mm. R909 adalah 100Ω dan R907 adalah 10kΩ. Jika tidak ada dioda pelindung untuk gerbang internal dan sumber Q901, tabung pengatur tegangan 10-15V dapat dimasukkan ke sirkuit eksternal.
Pin 7 adalah terminal catu daya. Untuk menghemat sirkuit catu daya independen, tegangan terminal baterai diturunkan di sirkuit ini, dan tegangan catu daya adalah 18V. Ketika baterai yang akan diisi disambungkan, tegangan terendah antara 32,4V dan 35V, dan tegangan stabil 18V dapat diperoleh ketika tabung pengatur 18V disambungkan. Kapasitor filter C909 adalah 100μF.
Pin ke-8 adalah terminal output tegangan referensi 5V, dan pada saat yang sama, itu dibagi menjadi 2.5V oleh R3 dan R4 di dalam IC sebagai tegangan referensi deteksi kesalahan.
Trafo pulsa T901 dari pengisi daya dapat digunakan dengan inti melingkar inti-tiang yang tersedia secara komersial dengan diameter 12 mm (sambungan pantat tiang inti memiliki celah udara 1 mm). Gulungan primer menggunakan kawat enamel kekuatan tinggi 0,64mm dengan 82 putaran, dan gulungan sekunder menggunakan kawat enamel kekuatan tinggi 0,64mm dengan kabel ganda dan 50 putaran. Tiga lapisan film poliester harus disisipkan di antara lapisan primer dan sekunder.
Sistem penggerak kontrol dan sistem pengisian daya sekunder pengisi daya diisolasi dari listrik, dan MC3842 ditenagai oleh tegangan baterai yang akan diisi, dan tidak ada kemungkinan tegangan berlebih atau arus berlebih. Satu-satunya komponen sekunder T901 hanya jika pemilihannya memenuhi syarat, kemungkinan kerusakan hampir nol, sehingga keandalannya sangat tinggi. Dioda D911 pada bagian ini dapat memilih katoda umum atau anoda umum, dan menghubungkan dioda Schottky secara paralel. D908 dapat memilih dioda biasa dengan arus pengenal 5A. 220μF cukup untuk kapasitor filter dari rangkaian penyearah sekunder, sehingga ada riak tertentu ketika arus pengisian awal besar, dan fungsi pengisian pulsa dimainkan.
Rangkaian pengisi daya sangat sederhana, tetapi keandalannya tinggi. Alasannya adalah: MC3842 adalah osilator kontrol siklus demi siklus, yang mengontrol tegangan dan arus selama setiap siklus tabung sakelar. Setelah beban kelebihan arus, D911 akan bocor. Jika terminal baterai mengalami hubung singkat, tegangan pin 3 harus lebih tinggi dari 1V, dan pulsa drive akan segera berhenti keluar; jika tegangan sampling dari pin 2 naik lebih dari 2.5V karena tegangan output, tegangan pin 1 akan lebih rendah dari 1V, drive Pulsa juga akan dimatikan. Selama bertahun-tahun, MC3942 telah banyak digunakan di monitor komputer switching driver catu daya, tidak peduli apa situasinya (kerusakan atau kegagalan komponen eksternal), tidak akan menyebabkan tegangan output naik, tetapi tidak ada pengurangan tegangan output atau output, fitur ini membuat catu daya switching Sirkuit beban sangat aman. Dalam pengisi daya ini, MC3842 dan sirkuit eksternalnya tidak ada hubungannya dengan bagian masukan listrik. Selain itu, tegangan aki digunakan untuk menyuplai daya setelah tegangan aki diturunkan dan distabilkan, sehingga tingkat kegagalannya hampir nol.
Satu-satunya sirkuit di pengisi daya yang terkait dengan input listrik adalah sirkuit switching antara T901 primer dan T902 sekunder. Penyebab umum kerusakan pada switching tube tidak lebih dari dua aspek: Pertama, ketika digunakan tabung switching bipolar, hal itu disebabkan oleh kenaikan suhu. Kerusakan termal. Titik ini tidak ada untuk karakteristik koefisien temperatur negatif dari Q901. Karakteristik resistansi dari konduksi sumber drain dari tabung efek medan itu sendiri memiliki kemampuan untuk menyeimbangkan arus konduksi. Selain itu, karena tekanan balik tabung sakelar terlalu tinggi, ketika tabung sakelar dimatikan, lonjakan pulsa balik dapat dengan mudah merusak tabung sakelar. Untuk alasan ini, di sirkuit ini, kapasitas C905 dikurangi untuk secara tepat mengurangi tegangan yang diperbaiki di bawah status arus besar tabung sakelar. Yang kedua adalah menggunakan inti ferit dengan kolom tengah bundar, yang induktansi kebocorannya relatif lebih kecil daripada inti penampang persegi panjang, dan celah udara dicadangkan di kolom tengah daripada di kolom samping di kedua sisi, yang selanjutnya mengurangi induktansi kebocoran. Lebih aman untuk memilih tabung sakelar dengan VDS yang lebih tinggi dalam kondisi ini. Pada Gambar 2, Q901 adalah 2SK1539, VDS-nya 900V, IDS 10A, dan daya 150W. Jenis tabung MOS FET lainnya dengan spesifikasi serupa juga dapat diganti. Jika Anda khawatir tentang lonjakan yang merusak tabung sakelar, Anda dapat menghubungkan loop penyerapan C, D, dan R yang biasa ke primer T901. Karena arus pengisian awal dan tegangan pengisian tertinggi dari pengisi daya dirancang untuk menjadi rendah, dan arus pengisian tetesan sangat kecil setelah terisi penuh, pada dasarnya dapat dianggap sebagai pengisian biasa. Misalnya, baterai timbal-asam 12A dapat terisi penuh dalam 7 jam, dan setelah terisi penuh, pemutusan aliran listrik akan berdampak minimal pada baterai dan pengisi daya. Selama uji coba, baterai dihubungkan ke catu daya untuk mengisi daya pada jam 8 o' di malam hari, dan daya diputus pada jam 7 o&# 39 keesokan paginya. Suhu baterai dan cangkang pengisi daya tidak melebihi suhu ruangan.
Pabrikan Dissmann Fuses, dengan 20 tahun' pengalaman, untuk info lebih lanjut. hubungi kami melalui E-mail: anna@delfuse.com atau WhatsApp: +86 18813915908
Sekering Dissmann banyak digunakan pada kendaraan Listrik, kendaraan berbahan bakar bensin dan sel bahan bakar hibrida dan bagian-bagian utamanya (konektor PACK / PDU / BDU / MSD / Listrik / Tekanan tinggi, dll.), Pengisi daya EV / sistem tumpukan charing EV / Modul, daya sistem pembangkit, catu daya komunikasi 5G, catu daya server cloud, penyimpanan energi, AGV (pindah untuk mengirim kendaraan tak berawak), mobil wisata daerah yang indah, mobil golf, perawatan kesehatan, berjalan kaki, peralatan dan mesin konstruksi, sistem pemanas tanah, PV Kotak kombiner surya, kontrol catu daya Tegangan DC, mesin dan peralatan industri, dan area lain dari bidang aplikasi tegangan tinggi DC.